本发明涉及一种基于B/S架构的集团化火力发电企业碳排放控制方法。
背景技术：
近年来，随着全球工业化进程不断升级及人口迅速膨胀，人类生产活动对全球气候变化产生了显著影响。科学研究表明，在人类活动历史的近一百年期间，全球年平均温度变化趋势总体缓慢增加，且海洋冰容量总体逐渐减少。面对气候变化带来的各种问题，如不采取有效行动转变人类生产活动及发展方式，人类生存环境将面临巨大挑战。目前，我国温室气体年排放总量及增速已居世界第一，且人均排放总量也已超过许多发达国家排放水平，在国际及国内形势下面临着巨大的气候变化压力，必须要通过国家层面的管理能力及技术水平，至上而下共同努力，积极转变经济发展方式，达到控制温室气体排放总量及排放强度的目标。
从国际形势分析，从1988年政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立至今，在许多国家共同推动下，签订了若干关于气候变化的重要的国际公约和协定，致力于通过国际合作，在国际法律的约定下，共同应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际。而我国表明应坚持“共同但有区别”原则，以负责任的大国态度应对全球气候变化问题，并承诺到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40％-45％，以及到2030年前后将达到二氧化碳排放峰值。在国内形势下，许多行业的能耗水平与世界发达国家水平还存在较大差距，具备节能减排空间非常大，但也面临很多困难，如低碳发展模式认识度不高，碳减排基础能力建设较为薄弱，以煤为主要能源结构等，在实现全面建设小康的目标下，经济发展引擎需要能源提供充足的动力，势必给各行业节能减排工作带来巨大挑战。
面对国内外严峻的气候变化形势，国家颁布了一系列的关于气候变化应对的管理办法及标准，并已建立了涵盖七个城市的碳交易试点市场，并将逐步建立总量控制下的全国统一碳交易试点市场。全国温室气体碳排放量最大的行业为火力发电行业，以燃煤及燃气为主要能源消耗的火力发电企业温室气体排放量约占到全国总体排放量的40％，火力发电企业必将是应对气候变化的重点控排企业，大型集团化的火力发电企业应及时摸清碳排放家底，为应对全国碳交易市场做好充分准备。
综上所述，大型集团化的火力发电企业碳排放数据管理是一项全新的工作，如单纯通过人工收集、统计及分析大量碳排放数据，必将带来大量重复繁琐劳动，工作效率低下，且排放数据传输过程中易失真，不符合现代化企业对数据管理的要求。目前，国家刚发布了《温室气体排放核算与报告要求第一部分：发电企业》(GB32151.1-2015)，关于集团化火力发电企业的碳排放数据管理方法还处于探索阶段，可充分利用计算机网络技术及信息技术，依照国家碳排放核算相关标准，探索碳排放数据管理模式，开发行之有效的碳排放数据管理及分析方法，从而高效准确的核算所属企业碳排放总量及排放强度数据，以便更好地开展碳配额资产管理、碳应对能力建设以及碳发展战略规划等工作。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于B/S架构的集团化火力发电企业碳排放控制方法，能高效准确的核算所属企业碳排放总量及排放强度数据。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于B/S架构的集团化火力发电企业碳排放控制方法，其特征在于：该控制方法的体系由三级组织架构组成：集团层、区域层及排放层；该控制方法所涉及的用户包括数据报送用户、数据参谋用户、数据监管用户和数据应用用户，不同用户在B/S架构下开发的管理系统中，完成碳排放数据的报送、传输、统计、分析及应用；数据报送用户属于所述的排放层，为集团化火力发电企业所属三级子公司，完成企业碳排放相关基础设施情况以及碳排放基础数据填报工作，并报送碳排放相关数据的校核资料；数据参谋用户属于所述的集团层，为集团所属科研机构，负责碳排放算法研究与应用、计算参数的选取，确保计算参数的准确性及合理性；数据监管用户属于所述的集团层，为集团化火力发电企业相关数据归口部门，负责审核监督数据报送用户报送数据的真实性及准确性；数据应用用户为集团化火力发电企业的区域分公司和集团所属的碳排放交易相关部门；区域分公司属于所述的区域层，负责区域碳排放数据的管理与统计；碳排放交易相关部门属于所述的集团层，利用各子公司碳排放数据进行统计分析，深度挖掘碳排放数据，用于制定集团层面和区域分公司层面的碳交易策略。
本发明数据报送用户数据报送工作及数据监管用户进行审核工作的实施步骤如下：
步骤1：碳排放基础数据报送；
步骤2：碳排放校核数据报送及审核；
步骤3：检测报告报送及审核。
本发明所述的碳排放基础数据报送步骤为：
在开始初次报送工作时，数据报送用户需在管理系统中添加报送单位基本生产信息和机组直接排放设施信息；报送单位基本生产信息包括企业名称、成立时间、注册地址、所属省份、机组台数及所属区域子公司；机组直接排放设施信息包括机组名称、机组边界信息、设施类别、发电燃煤类型、压力等级、机组容量、物理位置、投运时间及运行状态；完成添加机组直接排放设施信息后，数据报送用户应以月为单位进行每台机组化石燃料燃烧碳排放数据报送工作，对于燃煤机组，报送的基础数据包括入炉煤消耗量、平均低位发热量、收到基灰分、干燥无灰基挥发分、炉渣及飞灰产量、炉渣及飞灰含碳量、除尘效率、辅助用油消耗量；对于燃气机组，报送的基础数据包括燃气消耗量、平均低位发热量数据；同时，数据报送用户应以月为单位报送发电量、供热机组的供热量、供电量、上网电量、外购电量、燃煤机组的脱硫剂种类及消耗量、移动源用油消耗量数据。
本发明碳排放校核数据报送及审核步骤为：
对于燃煤机组的化石燃料燃烧碳排放基础数据监管，报送用户应在管理系统中上传燃煤购置发票、统计局能源报表、燃煤日记录表、燃煤供应、耗用与结存月报表、入炉煤煤质数据化验记录、炉渣量和飞灰量统计及化验记录、炉渣及飞灰含碳量的统计及化验记录、辅助燃料消耗量月度抄表记录；对于燃气机组的化石燃料燃烧碳排放基础数据监管，报送用户应在管理系统中上传燃气购买发票或结算凭证、燃气消耗量抄表记录、天然气低位发热量化验记录校核资料；同时，数据报送用户应上传发电量、供热机组的供热量、供电量、上网电量抄表记录、外购电量发票或结算凭证、上网电量计算凭证、供热机组的供热量结算凭证、燃煤机组的脱硫剂购进发票或结算、移动源用油统计记录校核资料；数据监管用户负责审核碳排放基础数据的真实性及准确性，对以上报送的基础数据及校核资料进行交叉核对，分析不同统计来源的数据存在差异原因，对存在问题的数据及时反馈给报送用户进行修改。
本发明检测报告报送及审核步骤为：
对于燃煤机组，数据报送用户上传的计量器具的检测报告包括：入厂煤及入炉煤计量器具的检测报告，入炉煤量热仪、工业分析及元素分析相关仪器的检测报告，脱硫剂计量器具的检测报告，燃料油计量器具及发热量检测仪器的检测报告；燃气机组应上传的检测报告包括：入厂天然气及入炉气计量器具的检测报告，天然气发热量检测仪器的检测报告；同时，数据报送用户还应上传电量计量器具检测报告，供热机组的热量计量器具的检测报告；数据监管用户在管理系统中审核数据报送用户上传的碳排放相关基础数据的计量或分析器具检测报告，用于管控计量或分析数据的有效性，审核的内容包括计量或分析器具检测报告是否处于有效期，及精密度和偏倚是否符合国家相关检测标准。
本发明数据参谋用户进行如下工作：根据国家颁布温室气体排放核算及要求，结合自身集团化火力发电企业特点，对排放层、区域层及集团层的排放数据每月进行计算、统计及分析，获得碳排放相关数据。
本发明数据参谋用户的工作具体实施步骤如下：
步骤1：参数选取及计算：排放层选取正确的计算参数，按照相关要求进行单位热值含碳量及碳转化率参数选取或计算；单位热值含碳量及碳转化率参数选取及计算由不同方法确认；
一、对于燃煤机组的单位热值含碳量参数，由以下三种方法确定：
(1)缺省值法：对于单一燃用煤种的数据报送用户，根据不同的燃用煤种，单位热值含碳量可采用缺省值；
(2)实测法：数据报送用户如每月开展月平均元素碳含量测试，月平均单位热值含碳量由燃煤月平均元素碳含量除以月平均低位发热量得到；
(3)经验拟合法：采用对工业分析数据经验拟合的方法计算元素碳含量；
月平均单位热值含碳量由月平均元素含碳量除以月平均低位发热量计算得到；
二、对于碳转化率参数，由三种方法确定：
(1)缺省值法：炉渣产量及飞灰产量无实际称量值，且锅炉厂未提供锅炉机械未完全燃烧损失数据时，碳转化率采用缺省值；
(2)实测法：炉渣产量及飞灰产量有实际称量值，碳转化率采用实际计算值；
(3)估算法：炉渣产量及飞灰产量无实际称量值，且锅炉厂提供锅炉机械未完全燃烧损失数据时，采用估算方法计算碳转化率；
步骤2：排放量计算，调用所述的碳排放基础数据，选取正确的计算参数，计算得到单台的机组化石燃料燃烧排放量、单台的机组二氧化碳排放量、数据报送用户化石燃料燃烧排放量、数据报送用户脱硫过程排放量、数据报送用户净购入电力生产排放量、数据报送用户排放总量；机组二氧化碳排放量由机组化石燃料燃烧排放量与净购入电力产生排放量加和得到；数据报送用户化石燃料燃烧排放量由不同机组化石燃料燃烧排放量进行加和、同时加上移动源用油排放量得到；数据报送用户排放总量由数据报送用户化石燃料燃烧排放量、脱硫过程排放量及净购入电力生产排放量加和得到；
步骤3：碳排放对比分析及排放报告：
对于排放层，管理系统计算排放总量、活动水平及排放因子数据；对比分析不同单位热值含碳量参数取值下化石燃料燃烧排放量数据，并进行碳排放量偏差率分析；分析机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量与电量的对应关系，得到机组碳排放强度数据，包括单位发电量下机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量、单位供电量下机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量及单位原煤下机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量数据；生成报送用户年度碳排放报告，包括企业信息、边界信息、核算方法、活动水平、排放因子、排放强度、排放结果信息；
对于区域层，管理系统计算不同区域的碳排放总量，同时对该区域内报送用户的不同机组排放总量及强度进行对比分析，得到不同类型机组及相同类型机组的碳排放总量及排放强度的排名数据；
对于集团层，管理系统计算全集团碳排放总量，同时对全集团报送用户的不同机组排放总量及排放强度进行对比分析，得到不同类型机组及相同类型机组的碳排放总量及排放强度的排名数据。
本发明区域分公司作为数据应用用户，在管理系统中掌握区域内各台机组碳排放总量及排放强度，为制定报送用户节能减排措施提供参考依据，考核同类型机组下碳排放强度偏高的报送用户。
本发明碳排放交易相关部门掌握不同机组每月碳排放量及排放强度的历史数据，根据历年的碳排放变化规律，制定集团层面和区域分公司层面的碳交易策略，实现企业碳交易收益。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、建立统一的信息传递和共享平台，使碳排放数据信息传递快捷准确；2、通过系统平台及时得到各报送用户碳排放量同比及环比变化数据，对集团碳排放情况进行精细化管理。
附图说明
图1为本发明实施例的体系图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，本发明方法的体系主要由三级组织架构组成，包括集团层、区域层及排放层。碳排放数据管理所涉及的用户包括数据报送用户、数据参谋用户、数据监管用户及数据应用用户，不同用户在B/S架构下开发的管理系统中，完成碳排放数据的报送、传输、统计、分析及应用。数据报送用户属于排放层，为集团化火力发电企业所属三级子公司，完成企业碳排放相关基础设施情况以及碳排放基础数据填报工作，并报送碳排放相关数据的校核资料；数据参谋用户属于集团层，为集团所属科研机构，负责碳排放算法研究与应用、计算参数的选取，确保计算参数的准确性及合理性；数据监管用户属于集团层，为集团化火力发电企业相关数据归口部门，负责审核监督数据报送用户报送数据的真实性及准确性；数据应用用户为集团化火力发电企业区域分公司和集团所属碳排放交易相关部门，区域分公司属于区域层，负责区域碳排放数据的管理与统计，碳排放交易相关部门属于碳排放数据管理体系的集团层，利用各子公司碳排放数据进行统计分析，深度挖掘碳排放数据，用于制定集团层面和区域分公司层面的碳交易策略。
数据报送用户数据报送工作及数据监管用户进行审核工作实施步骤如下：
步骤1：碳排放基础数据报送。在开始初次报送工作时，数据报送用户需在管理系统中添加报送单位基本生产信息，包括企业名称、成立时间、注册地址、所属省份、机组台数及所属区域子公司；同时机组设施管理单元中添加机组直接排放设施信息，包括机组名称、机组边界信息、设施类别、发电燃煤类型、压力等级、机组容量、物理位置、投运时间及运行状态等。完成添加机组直接排放设施信息后，数据报送用户应以月为单位进行每台机组化石燃料燃烧碳排放数据报送工作，对于燃煤机组，报送的基础数据包括入炉煤消耗量、平均低位发热量、收到基灰分、干燥无灰基挥发分、炉渣及飞灰产量、炉渣及飞灰含碳量、除尘效率、辅助用油消耗量；对于燃气机组，报送的基础数据包括燃气消耗量、平均低位发热量数据；同时，数据报送用户应以月为单位报送发电量、供热量(仅供热机组填报)、供电量、上网电量、外购电量、脱硫剂种类及消耗量(仅燃煤机组填报)、移动源用油消耗量数据。
步骤2：碳排放校核数据报送及审核。对于燃煤机组的化石燃料燃烧碳排放基础数据监管，报送用户应在管理系统中上传燃煤购置发票、统计局能源报表、燃煤日记录表、燃煤供应、耗用与结存月报表、入炉煤煤质数据(全水、工业分析、发热量)化验记录、炉渣量和飞灰量统计及化验记录、炉渣及飞灰含碳量的统计及化验记录、辅助燃料(脱硝、稳压、启动用油等)消耗量月度抄表记录。对于燃气机组的化石燃料燃烧碳排放基础数据监管，报送用户应在管理系统中上传燃气购买发票或结算凭证、燃气消耗量抄表记录、天然气低位发热量化验记录校核资料。同时，数据报送用户应上传发电量、供热量(仅供热机组填报)、供电量、上网电量抄表记录，外购电量发票或结算凭证、上网电量计算凭证、供热量结算凭证(仅供热机组填报)、脱硫剂购进发票或结算(仅燃煤机组填报)、移动源用油统计记录校核资料。碳排放数据监管用户负责审核碳排放基础数据的真实性及准确性，对以上报送的基础数据及校核资料进行交叉核对，分析不同统计来源的数据存在差异原因，对存在问题的数据及时反馈给报送用户进行修改。
步骤3：检测报告报送及审核。对于燃煤机组，数据报送用户上传的计量器具的检测报告包括：入厂煤及入炉煤计量器具检测报告，入炉煤量热仪、工业分析及元素分析相关仪器的检测报告，脱硫剂计量器具的检测报告，燃料油计量器具及发热量检测仪器检测报告；燃气机组应上传的检测报告包括：入厂天然气及入炉气计量器具检测报告，天然气发热量检测仪器检测报告。同时，还应上传电量计量器具的检测报告，热量计量器具的检测报告(仅供热机组填报)。数据监管用户在管理系统中审核数据报送用户上传的碳排放相关基础数据的计量或分析器具检测报告，用于管控计量或分析数据的有效性，审核的内容包括计量或分析器具检测报告是否处于有效期、精密度和偏倚是否符合国家相关检测标准。
数据参谋用户根据国家颁布温室气体排放核算及要求，结合自身集团化火力发电企业特点，开发碳排放数据管理算法，对排放层、区域层及集团层的排放数据每月进行计算、统计及分析，获得碳排放相关数据。实施步骤如下：
步骤1：参数选取及计算。排放层选取正确的计算参数，按照《温室气体排放核算与报告要求第一部分：发电企业》(GB32151.1-2015)要求进行单位热值含碳量及碳转化率参数选取和计算。单位热值含碳量及碳转化率参数选取和计算由不同方法确认。
对于燃煤机组的单位热值含碳量参数，由三种方法确定：
(1)缺省值法：对于单一燃用煤种的报送用户，根据不同的燃用煤种，单位热值含碳量可采用缺省值(数据来源于《温室气体排放核算与报告要求第一部分：发电企业》(GB32151.1-2015))。
(2)实测法：数据报送用户如每月开展月平均元素碳含量测试，月平均单位热值含碳量由燃煤月平均元素碳含量除以月平均低位发热量得到。
(3)经验拟合法：采用对工业分析数据经验拟合的方法计算元素碳含量，按如下公式进行计算：
Cd＝35.411-0.341Ad-0.199Vd-0.412St,d+1.632Qgr,d
Cd/％：煤中干燥基碳质量分数；Ad/％：干燥基灰分质量分数；Vd/％：干燥基挥发分质量分数；St,d/％：煤中干燥基全硫质量分数；Qgr,d/％：干燥基高位发热量。月平均单位热值含碳量由经验拟合的月平均元素含碳量除以月平均低位发热量计算得到。
对于碳转化率参数，由三种方法确定：
(1)缺省值法：炉渣产量及飞灰产量无实际称量值，且锅炉厂未提供锅炉机械未完全燃烧损失q4数据时，碳转化率采用缺省值(数据来源于《温室气体排放核算与报告要求第一部分：发电企业》(GB32151.1-2015))。
(2)实测法：炉渣产量及飞灰产量有实际称量值，碳转化率采用实际计算值(数据来源于《温室气体排放核算与报告要求第一部分：发电企业》(GB32151.1-2015)公式6)。
(3)估算法，炉渣产量及飞灰产量无实际称量值，且锅炉厂提供锅炉机械未完全燃烧损失q4数据时，采用估算方法计算碳转化率。按如下公式进行计算：
OF煤/％：燃煤的碳转化率；Aar/％：燃煤的收到基灰分；Qnet，ar/kJ/kg：燃煤的收到基低位发热量；q4/％：锅炉机械未完全燃烧损失；锅炉排出的灰在灰渣中所占比例；锅炉排出的渣在灰渣中所占比例；C灰/％：飞灰平均含碳量；C渣/％：炉渣平均含碳量；Car/％：燃煤的收到基碳含量。
步骤2：排放量计算。调用上述的碳排放基础数据，选取正确的计算参数，开发碳排放数据管理算法，自动计算得到单台的机组化石燃料燃烧排放量、单台的机组二氧化碳排放量、数据报送用户化石燃料燃烧排放量、数据报送用户脱硫过程排放量、数据报送用户净购入电力生产排放量、数据报送用户排放总量。机组二氧化碳排放量由机组化石燃料燃烧排放量与净购入电力产生排放量加和得到；数据报送用户化石燃料燃烧排放量由不同机组化石燃料燃烧排放量进行加和，同时还应加上移动源用油排放量；数据报送用户排放总量由数据报送用户化石燃料燃烧排放量、脱硫过程排放量及净购入电力生产排放量加和得到。
步骤3：碳排放对比分析及排放报告。对于排放层，管理系统自动计算排放总量、活动水平及排放因子数据；自动对比分析不同单位热值含碳量参数取值下化石燃料燃烧排放量数据，并进行碳排放量偏差率分析；自动分析机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量与电量的对应关系，得到机组碳排放强度数据，包括单位发电量下机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量、单位供电量下机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量及单位原煤下机组化石燃料燃烧二氧化碳排放量数据；自动生成报送用户年度碳排放报告，包括企业信息、边界信息、核算方法、活动水平、排放因子、排放强度、排放结果信息。对于区域层，管理系统自动计算不同区域的碳排放总量，同时自动对该区域内报送用户的不同机组排放总量及强度进行对比分析，得到不同类型机组及相同类型机组的碳排放总量及排放强度的排名数据。对于集团层，管理系统自动计算全集团碳排放总量，同时自动对全集团报送用户的不同机组排放总量及排放强度进行对比分析，得到不同类型机组及相同类型机组的碳排放总量及排放强度的排名数据。
集团化火力发电企业区域分公司作为数据应用用户，在管理系统中掌握区域内各台机组碳排放总量及排放强度，为制定报送用户节能减排措施提供参考依据，考核同类型机组下碳排放强度偏高的报送用户。
碳排放交易相关部门掌握不同机组每月碳排放量及排放强度的历史数据，根据历年的碳排放变化规律，制定集团层面和区域分公司层面的碳交易策略，实现企业碳交易收益。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其设备形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。